深圳立体绿化在老旧建筑改造中的应用

立体绿化在老旧建筑改造中的应用——以深圳特区建工学院14号楼立体绿化工程为例

 

摘要：为应对土地资源紧张和人口密度高的挑战，深圳市积极将老旧建筑改造与立体绿化相结合，用以提升城市绿化率和改善人居环境。以深圳特区建工学院14号楼立体绿化工程为例，从屋顶绿化、垂直绿化、智慧灌溉系统3个方面，探究了立体绿化在老旧建筑改造中的应用，旨在为老旧建筑立体绿化提供参考，助力城市可持续发展。

 

立体绿化是适应未来城市高密度发展的一种模式，深圳市经过40多年的发展，逐渐成为园林式、公园式的现代化国际大都市，全市建成区绿化覆盖率达45.1%，先后获得“国家园林城市”“中国优秀旅游城市”“国家森林城市”等称号[1-2]。同时，由于土地资源紧张、人口密度巨大等原因，深圳市急需发展立体绿化[3]。深圳作为国内较早开展立体绿化的城市，在传统立体绿化方面取得了一定进展，但在老旧建筑立体绿化新技术研究和应用方面存在明显不足。传统立体绿化由于工艺复杂、安全性差及经济成本高等问题，未能有效应用于老旧建筑改造。因此，如何根据老旧建筑特点，将立体绿化与其有机融合，以提升城市绿化率和改善人居环境成为关键课题。本研究基于深圳市特区建工学院14号楼立体绿化建设实践，总结了老旧建筑立体绿化技术要点，以期为城市老旧建筑立体绿化实施提供参考和借鉴。

 

1项目实施对象

 

1.1特区建工学院14号楼基本现状

 

建工学院14号楼建于20世纪90年代，为3层工业厂房（见图1），建筑总高12.5m、长46m、宽19m，采用框架结构，基础形式为大放脚混凝土。屋顶面积约800m2，为平面屋顶，屋顶荷载为5kN/m2（根据检测数据）。1.2项目面临的挑战在立体绿化项目设计及施工过程中面临多个挑战。首先，由于14号楼为老旧建筑，难以评估屋顶和墙体承载力，且屋顶防水性能不明确。其次，传统立体绿化系统自重较大，增加了安全风险。最后，由于植物习性和土壤质量等因素，传统立体绿化维护较为复杂，后期养护难度大。



2特区建工学院14号楼立体绿化工程实践根据14号楼建筑特点，将立体绿化方案分为屋顶绿化（见图2）、垂直绿化（见图3）、智慧灌溉系统3个模块，并为每个模块制定具体的实施策略。2.1屋顶绿化技术要点传统屋顶绿化技术是指在屋面设置防水层、隔根层、排水板、过滤层和回填土等，然后根据景观设计需求进行植物配置或铺装，虽然能满足绿化需求，但存在施工流程复杂、屋顶荷载大、后期维护成本高、施工进度慢

 

1.2项目面临的挑战

 

在立体绿化项目设计及施工过程中面临多个挑战。首先，由于14号楼为老旧建筑，难以评估屋顶和墙体承载力，且屋顶防水性能不明确。其次，传统立体绿化系统自重较大，增加了安全风险。最后，由于植物习性和土壤质量等因素，传统立体绿化维护较为复杂，后期养护难度大。

 

2特区建工学院14号楼立体绿化工程实践

 

根据14号楼建筑特点，将立体绿化方案分为屋顶绿化（见图2）、垂直绿化（见图3）、智慧灌溉系统3个模块，并为每个模块制定具体的实施策略。

 

2.1屋顶绿化技术要点

 

传统屋顶绿化技术是指在屋面设置防水层、隔根层、排水板、过滤层和回填土等，然后根据景观设计需求进行植物配置或铺装，虽然能满足绿化需求，但存在施工流程复杂、屋顶荷载大、后期维护成本高、施工进度慢等缺点。针对这些问题，本项目采取以下技术措施。

 

2.1.1组合式种植容器技术。组合式种植容器技术是一种新型绿化技术，广泛应用于城市屋顶绿化项目中，该技术集盛土、阻根、排水、蓄水功能于一体，具有轻量化、高效种植的特点，尤其适用于老旧建筑立体绿化改造。本项目使用规格500mm×500mm×150mm的容器，通过卡扣和密封条进行固定，容器间连接有排水设施。可根据植物种植需要调整容器上覆盖的轻质土厚度，超出容器高度的部分可用再生环保砖（500mm×500mm×50mm）作小挡墙。轻质土厚150～450mm，将田园土、草炭土、松针土、珍珠土按1︰1︰1︰1混合，湿容重不超过1000kg/m3。该技术操作步骤较为简单，不仅能灵活组合各种平面造型，有效提升绿化的美观性，而且能为建筑屋顶提供防水和防根穿刺保护，有效减轻了屋顶荷载，增强了建筑物的安全性。

 

2.1.2支撑式铺装技术。是指通过利用支撑结构，将铺装系统的荷载均匀分布在建筑结构上，避免局部过载，不仅能提高屋顶绿化系统的稳定性和安全性，而且能降低施工和维护成本，特别适用于老旧建筑立体绿化改造项目。根据建筑荷载检测结果，本项目设计并安装了支撑结构，采用万能支撑器作为透水砖（规格300mm×600mm×50mm）的支架，支撑器由耐腐蚀的材料制成，

高度可通过螺纹进行调节，确保绿化系统的荷载均匀且安全分布在屋顶结构上，更好地满足老旧建筑结构改造需求。同时，采用支撑式铺装技术技术有助于推进屋顶绿化建设，改善城市生态环境，提升建筑的美观度和市场价值。

 

2.1.3选择合适的植物品种。选择合适的植物品种不仅能美化环境，还能提升绿化系统的生态效益和经济效益，是确保绿化效果和系统长期稳定性的关键。基于本项目建筑屋顶排水系统畅通、光照充足、风力大、冬季干旱等立地条件，在植物选择上采取以下策略：优先选用乡土植物，以更好地适应当地气候环境；避免选用根系穿透性强的植物，适宜选择浅根性的灌木、花卉和地被植物，避免破坏建筑结构；由于土壤厚度较浅，应选用耐旱植物；注重植物间的合理搭配，满足美观需求。具体种植方案：在种植土厚度为150mm的区域，选用大叶油草、佛甲草、锦竹草等植物；在种植土厚度为300mm的区域，选用狼尾草、鼠尾草、八宝景天、醉鱼草、蓝雪花、山菅兰等植物；在种植土厚度为450mm的区域，选用翠芦莉、迷迭香、薰衣草、米仔兰球、非洲茉莉球等植物。耐旱、浅根性植物由于生长缓慢、维护成本低，有助于减少破坏建筑物结构的风险，能显著提高绿化系统的稳定性和可持续性。

 

2.2垂直绿化技术要点

 

传统垂直绿化通常分为两类：一类是利用特定植物沿建筑立面贴墙式生长形成垂面绿化，具有施工简单、运维成本低的特点，但景观效果单一，且对立面墙体有一定的腐蚀性；另一类是通过外部设施，如立面种植盒等形成垂面绿化，能丰富景观效果，但施工复杂、运维成本高。为了克服传统垂直绿化的局限性，本项目综合利用以下2种技术。

 

2.2.1牵引式垂直绿化技术。是指通过设置支撑结构和牵引装置，如钢丝网、绳索、格栅等，攀援植物通过依附支撑结构和牵引装置实现垂直生长，形成垂直绿化效果。该技术在美化城市景观、改善生态环境和提升建筑物能效方面具有显著优势。

 

本项目在建筑外墙外设置独立的框架钢结构柱，将型钢与建筑柱进行连接，并在每层设置平台，用于检修和放置栽植箱。在型钢位置，采用网格式垂直绿化和线性式牵引垂直绿化2种方式。

 

（1）网格式垂直绿化。采用规格100mm×100mm的网状格栅，格栅材质可选用铝网、合成化纤网、不锈钢网等，用于植物攀援生长。该绿化形式具有绿荫面积大、隔热、降噪及隐藏墙体或屋内设施设备的作用，可使用络石、炮仗花等攀援植物。

 

（2）线性式牵引垂直绿化。采用间距150mm的拉索，材质包括合成化纤绳、钢丝等，用于植物缠绕、攀援生长。该绿化形式具有不影响室内采光、形成百叶窗效应及隔热、降噪等作用，可使用油麻藤、使君子等攀援植物。

 

2.2.2速爬毯垂直绿化技术。是指在建筑表面铺设毯状基质，为攀援植物提供生长的支撑和依附点，植物的根系扎根于毯状基质中，茎叶沿毯状结构生长，能迅速在建筑表面形成绿色覆盖层。该技术具有吸水性和保湿性较强、耐久性和难燃性较高的特性，同时，可降低墙面热辐射和温度，能有效保护建筑外墙。本项目采用规格1000mm×2000mm的速爬毯，固定于墙面上，栽植的植物有爬山虎、常春藤、珊瑚藤等。

 

2.2.3百叶式墙面垂直绿化技术。是指利用百叶窗结构特点，设计有利于攀援植物生长的功能模块，并将这些模块安装在建筑外墙表面，实现绿化和遮阳调节的双重效果。该技术与速爬毯类似，具有多种优势。本项目采用规格厚60mm、宽100mm、长2000mm的铝制百叶槽，

槽上附有植物引导绳索、吸水保湿纤维等，被组装固定于墙面及围栏处，栽植植物有珊瑚藤、常春藤等。

 

采用上述3种垂直绿化技术不仅能有效减轻建筑立面的荷载，丰富建筑立面绿化形式，还能提高城市环境的生态性和美观度，为城市居民提供更加舒适宜人的生活空间。首先，采用牵引式垂直绿化技术，通过设置支撑结构和牵引装置，使攀援植物能沿建筑立面垂直生长，形成独特的绿色景观，不仅能美化城市景观，还能改善周边生态环境，提升建筑物能效水平。其次，采用速爬毯垂直绿化技术，通过在建筑表面铺设毯状结构基质，能为攀援植物提供理想的生长环境，不仅具有优良的吸水性、保湿性和耐久性，还能有效降低墙面热辐射和温度，保护建筑立面。最后，采用百叶式墙面垂直绿化技术，通过设计具有垂直绿化功能的百叶窗结构模块，可供植物攀援生长，还能调节阳光照射角度，为建筑立面增添层次感和立体感。

 

2.3智能灌溉系统技术要点

 

传统绿化养护多采用引管浇灌、洒水车喷灌以及滴灌等灌溉方式[4]。引管浇灌、洒水车喷灌方式存在精准度不高的问题，容易造成水土流失和植物死亡等，相比之下，滴灌方式虽然可以精准控制水量，但灌溉范围较小。为解决这一问题，本项目改良了滴灌系统，采用控制技术和物联网技术相结合的方式，形成集成化智能灌溉系统，不仅具备自动化滴灌功能，还能采集土壤、气候等数据，并通过数据分析和处理，实现水肥一体化智能灌溉。

 

具体而言，通过利用系统中的检测器，将土壤温度、湿度等信息通过LORA信号传输至主机，主机对信息数据进行上传、处理和分析，当分析结果指示需要浇水时，系统会向终端（如PC端或手机端）发送异常提醒，用户通过终端进行指令操作后，系统便可执行相应的灌溉行为。遇雨天时，系统会自动关闭所有给水，以免造成过度灌溉。此外，为了实现雨水的回收利用，还设置了雨水收集系统，屋顶排水通过管道回流至雨水收集系统，经过处理后再用于灌溉，实现了雨水资源的有效利用和环境保护。

 

3结语

 

在深圳市特区建工学院14号楼立体绿化工程实践中，通过采用屋顶绿化技术和垂直绿化技术，不仅能有效提升城市绿化率，改善城市人居环境，而且有利于解决城市土地资源紧张和人口密度高的问题。在屋顶绿化方面，采用组合式种植容器技术和支撑式铺装技术，能有效降低屋顶荷载，提高屋顶绿化系统的稳定性和安全性。同时，通过选择合适的植物品种，能提升屋顶绿化的美观性，为人们提供一个舒适、美观的休闲空间。

 

在垂直绿化方面，采用牵引式垂直绿化技术、速爬毯垂直绿化技术和百叶式墙面垂直绿化技术，形成了多样化、低维护的绿化系统，不仅丰富了建筑立面绿化形式，还能有效减轻建筑立面荷载，为城市景观增添别样的魅力。此外，通过应用智能灌溉系统，实现了对绿化系统灌溉和施肥的精准化管理，能提高水资源利用效率，降低养护成本，为促进城市绿化建设与可持续发展贡献力量。